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关键词:土木工程材料;改革;毕业设计
“土木工程材料”n程是土木工程等专业必修的技术基础课,同时,也是为混凝土结构、钢结构、材料力学等专业课的学习打下良好的坚实基础。土木工程材料课程的学习内容是介绍土木工程材料的基本性质、应用范围、检测方法,了解材料的性质、结构以及改善的途径,使学生在以后的学习工作中合理选择并且使用土木工程材料,并为学生今后从事土木工程专业技术工作提供基础理论和技能训练。随着建筑行业专业经营模式的变化,社会对创新型、综合型人才的需求量日益增大,土木工程材料课在工程建设中的重要性就体现出来。为适应大土木培养的要求,传统的以验证性实验为主的教学模式已经不能满足人才培养的需要,我们需要对土木工程材料课进行改革和创新,并且及时调整教学内容。
一、土木工程材料教学现状
土木工程材料课程的涉及内容种类繁多,材料之间的逻辑性不强,而学时相对偏少,记忆内容偏多,导致学生对材料课程理解不深。考试结束,学生就会忘得一干二净,最终使得学生在材料的选择使用方面知识欠缺,给以后工作带来困难。
随着当今世界科学技术的飞快发展,新材料、新工艺层出不穷。随着社会分工的细化,建筑行业的分工也在细化,国内专门从事新材料开发与提供施工服务的企业已参与到设计与施工中。但是,水泥和混凝土依旧是当今社会中经常使用的材料,并且在将来的相当长的一段时间里占据着重要的地位。所以土木工程材料实验教学结构相对稳定,对理论课程的依赖性比较强,致使实验课程和时代脱节,降低了学生的求知欲。
传统的实验教学模式就是先由实验教师讲解实验任务和实验过程,然后学生按教师的要求分组进行验证性实验。实践证明,这种“验证式”的实验教学模式难以激发学生自主学习的兴趣,已经不适应当前以素质教育为核心,以培养学生创新能力为重点的高等教育体制。
现如今,随着土木工程类高等院校课程的调整,材料实验课程的课时相对较少,学生很难去做一些有意义、具有综合性和设计性的创新型实验,不但减少了学生的试验次数,也很难激发起学生做实验的兴趣。
二、实践教学改革措施
1.优化实践教学大纲
实践教学是实验课中最为重要的环节,学生通过做实验来验证书本中的理论。为了增强学生的动手能力,并培养学生养成严谨的科学态度,锻炼学生进行科研的能力。我们积极进行实验教学的改革和实践,及时调整更新实验课程内容。针对上述现状,我们进行了如下改革,并且取得了良好的效果。
将教学内容提前发放给学生自习,在实验课时教师做重点以及难点的讲解,通过预习和讲解,减少赘述时间,从而使学生拥有更多的时间去做实验。实验前不再重复讲述课程内容,节省了时间,更多的是提高学生们的动手实践能力。
增加实验内容。由于实验课大幅减少了实验内容的讲授环节,实验时间大为增加。在原来实验内容的基础上,增加钢材实验多方案设计、水泥性质多方案实验、混凝土性质多方案设计等实验,使实验内容能够覆盖大多数的材料。
增加了设计性实验。改变之前的验证模式,将水泥、砂、石、混凝土和砂浆实验合并起来,作为2个设计性实验。通过设定混凝土和水泥砂浆的各类指标,让学生对原材料进行性能检验、配合比设计等任务,并根据实验的结果进行经验总结。
为进一步提高学生的动手时间能力,根据我校提出的实验课程要具有“演示性”“验证性”“设计性”和“综合性”的要求,提出了开放土木工程材料实验室,设立综合性实验课程。初步设想开设综合性实验课程,配合各类专业课进行综合性实验。
随着科技生产力的提高,各种新型材料也在不断应用于工程实际当中。所以,在之前实验的基础上,可以增加一些有意义的实验内容,提高学生们的兴趣。可以组织一些实验设计大赛,鼓励学生们积极参加,内容形式不限,发挥学生的自主性和积极性。按照要求完成实验比赛内容,并写出实验报告或论文的,可以得到课外活动学分1~3分。这样,不但激发了学生学习的积极性,锻炼了学生发现问题解决问题的能力,而且并且培养了学生的科学精神和创业精神,也促进了老师与学生的相互提高。
2.开设研究型毕业论文设计选题
学生参加研究型项目需要和学生自身的能力一致,所布置的任务或者实验不要超出学生的能力范围,找不到切入点,这样也不能达到预期的目的。将横向课题或者纵向课题加入到土木工程材料实验课中去,授课老师在课外花更多时间和精力去指导学生们进行科研项目,并给学生提供实验所需的材料及其设备,使学生能够从中得到能力的锻炼和提升。根据其纵向或横向课题确定毕业论文选题。通过参与科研项目的研究,学生可以协助老师解决与科研项目相关的科学难点,并且为自己以后的毕业设计选题确立方向,为以后的毕业设计做良好的铺垫。
三、结语
通过对土木工程材料实践教学进行改革,优化实践教学大纲,学生课前自主预习,减少赘述时间,增加做实验时间和实验内容,增加设计性实验,鼓励学生参加,并给出相应的奖励。在土木工程材料教学实践过程中,将科研项目和实验教学有机结合,指导学生参与授课老师的科研项目活动,让学生不但能够很快的理解并吸收知识,而且锻炼了学生们的动手能力,使学生们真正学到相关的专业知识,从而圆满完成教学任务。
参考文献:
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[5]孙家瑛.将科研活动融入土木工程材料课程教学实践探讨[J].教育教学论坛,2014(46):163-165.
[关键词]土木工程;土木工程材料;考试改革
[中图分类号] G642.3 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437(2017)01-0085-02
土木工程材料是土木工程专业的必修专业基础课程。在我校土木工程专业培养计划中,该课程计划学时为56(含实验16学时),主要介绍常用的土木工程材料的基本组成、材料性能、质量要求、检测方法等,内容包括无机气硬性胶凝材料、水泥、砂浆、混凝土、砌筑材料和屋面材料等,是一门以试验为基础的信息量较大的课程,综合性、实践性和经验性都较强。课程教学分为理论课和试验课,两者既紧密联系,又相对独立。
土木工程材料课程在土木工程专业课程体系中占有重要的位置。面对创办高水平研究型大学的发展目标,2012年中国石油大学提出了“三三三”本科教育培养新体系,即本科教学办学定位的三型、培养目标的三化、教学方式的三性 。[1]围绕“三三三”本科人才培养体系,我校土木工程专业积极开展了一系列教育教学改革,针对学科的特点及目标,对课程的考核考试方法进行探讨。
一、课程考试模式现状分析
作为土木工程的专业基础课程,土木工程材料课程的教学质量直接影响到高等学校培养应用型、创新型人才这一培养目标的实现。考试是对教师的“教”和学生的“学”两个方面进行检验的重要手段,考试成绩客观与否,对实际情况的反映真实与否,是衡量考试合理性的标准,也是教师和学生双方关注的问题。
根据笔者调查,土木工程材料课程的考核仍采用传统的考核方法,即书面式闭卷期末考试, 60分合格制。不可否认,这种传统方式具有一定的客观性,但并不能全面、准确地反映出“教”与“学”的真实水平,其存在的具体问题如下。
(一)考核内容单一化
土木工程材料课程的特点决定了其确实存在大量的知识点需要记忆,学生只有在准确记忆的基础上,才能保证实际工程中的正确应用和实践。一方面,传统考核方式内容多偏重答案唯一的记忆性题目,偏重对基本公式和基本概念的简单直接的考查,并未重视和兼顾学生掌握该课程知识后应具备的解决实际问题的能力。另一方面,传统的考核方式其内容普遍缺乏与最新的相关研究和社会关注热点相结合的考核内容的设置,难以达到培养学生创新思维的教学目标。
(二)考核方法呆板
传统考核方式一成不变,灵活性差,无法适应不断推进的土木工程专业教学改革的步伐。多年来,传统的考试采取标准化考试题型,题型局限于基本理论的填空、判断、选择、简答、名词解释等,综合性的思考题、分析论述题、应用题等主观性题型很少。这类标准化试题的评判具有客观公正的特点,但是答案唯一,学生无法获得探索创新的机会,这限制了学生学习探索的积极性,不利于学生学习能力的培养。
(三)学生重“考”不重“学”
以期末考试成绩为唯一或主要标准,即所谓的“一卷定乾坤”,这导致学生只重视考试而忽视了学习的过程,助长了学生“平时不用功,考前再使劲,考试忙作弊,考后全遗忘”的不良学风。 归结原因,还是因为考试内容单一、考试方法呆板,机械记忆就可以成为考试成功的关键,不少学生期末考试前开始加班加点,通过各种方法舞弊,但求期末考试过关。可见,采用传统的期末考试的方法作为考核手段,难以全面反映出该课程的教学效果,容易对学生的学习兴趣产生不良影响,阻碍了该课程教育教学的发展,亟须进行改革。
二、考试模式改革的理念及思路
课程考核无疑是高等学校教学工作的重要环节,其不仅要重视认知目标领域的前三个层次(知识、领会和运用)的考核,而且更应该突出对后三个层次(分析、综合和评价)的评价。应基于过程性原则、激励性原则、多元化原则和能力性原则,注重对学习过程的考查和学生能力的评价,以激发学生的学习主动性和自主性为目标,以培养学生的创新意识和实践能力为核心,建立多样化、高效和易操作的考核评价方式,以促进学生自主性和研究性学习。
根据社会对土木工程专业人才的培养需求,针对土木工程材料课程的具体特点,在对该专业基础课程传统考试存在的问题深入分析的基础上,笔者提出了采取笔试、设计型课题考试相结合及选题报告等方式结合的新型考核方式,这有利于更加全面、准确地评价教师的教与学生的学。
三、考试模式改革方案
(一)课程考试内容改革
1.基础知识考核。精炼明确每章的知识点,特别是每章的重点难点,结合本课程教学模式,设置《每章考试题》,《每章考试题》多为客观题。《每章考试题》在每章结束后下发,主要考查学生的基本概念、理论、原理等基础知识,通过《每章考试题》可以检查学生对所学知识点的掌握程度,让学生及时查缺补漏,该部分成绩将是最终成绩的一部分。2.综合能力考核。以土木工程材料中的普通混凝土试验室配合比设计,热拌沥青混合料的配合比设计两大设计问题为主线,结合工程实例创设问题情境,要求学生运用所学知识,找出引发工程问题的原因、解决问题所用的理论、解决问题的可行办法、提出解决问题新思路,再结合具体的实验课进行具体的试验验证等。3.改革期末考试的考题形式。减少选择题、填空题等不利于考查学生能力的题型,尽可能增加分析题、简答题等题型,重点考查学生运用综合知识解决实际问题的能力。
(二)考试方法
将考核方式分为过程考核和期末考核两部分。其中,过程考核又分为课堂考核和综合考核两部分。课堂考核:采用《每章考试题》、课堂表现(包括教师提问、学生课堂讨论、小组讨论等)、课后作业、小论文、专题PPT汇报等多元考核评价方式。综合考核:可采用课堂回答、撰写论文、配合比设计、调研报告等形式。期末考核:根据题目可采用闭卷、开卷、半开半闭(带标准、规程及规范等)、撰写论文、配合比设计等形式。
(三)成绩评定
各部分成绩拟定比例:最终成绩=章考试题×10%+课堂表现×15%+课后作业×10%+综合考核×15%+期末考核×50%,实际的比例可根据试点情况做适当调整。
(四)考试改革的保障
新型考核方式要求任课教师更有责任心,付出更多的劳动。为保证新的考核方式得到有效的实施,任课教师需要进行学生上课出勤情况和课堂表现情况的统计,并做到公平公正。同时,辅导员和班主任应配合考试改革,加强学生对土木工程材料课程考试改革的必要性和重要性的认识,这有助于学生端正学习态度,积极正确对待考试改革,从而使课程考核改革取得实实在在的成效。另外,也建议学校和院系制定合理的激励政策,鼓励任课教师全心投入到专业课程考核模式的改革和实践中。
四、考试改革的实施情况及效果
2015-2016学年土木工程材料被列为学院考试改革试点课程,2015-2016学年第1学期,课程在土木工程2014级4个班120名学生中试点实施,参与教师3人,辅助参与教师2人。
总体实施效果:大大提高了学生日常学习的积极性和主动学习的兴趣,课堂教学效果也得到很大提升。现场答辩式的课堂控制考核锻炼了学生主动解决问题的能力以及理论联系实际的能力,增强了学生团队协作、汇报组织、语言表达、随机应变的能力,有利于学生综合素养的提高。
教师和学生改变了生硬的教学及学习模式,学生的创新能力和解决现场实际问题的能力得到了培养,土木工程专业本科生教育教学效果得到提升。这切合了我校“三三三”制培养模式,尤其是对教学方式的三性――学习性、研究性、开放性起到了积极的助推作用,也是对本科教学办学定位的三型――精英型、特色型、研究型的具体落实。
五、结语
考试改革是教学改革的重要组成部分,对提高教学质量、培养创新性人才、推动“以学生为中心”的教学模式具有重要意义。土木工程材料作为学生首先接触的专业基础课程,其教学质量不但对实现土木工程专业人才培养目标十分重要,而且其教学效果将直接影响学生对后续专业课程的学习信心和学习热情。笔者结合我校的实际情况,对土木工程材料课程考试模式的改革进行了一些探讨,以期激发学生的学习热情,培养学生的专业荣誉感,为学生后续专业课程的学习打下良好基础,为我国土木工程界培养更多优秀的工程技术和管理人才。
[ 参 考 文 献 ]
[1] 刘华东.构建“三三三”培养体系 推进本科教育迈向更高目标[J].中国高等教育,2012(18):34-36.
[2] 苏达根,张志杰,张慧珍,等.土木工程材料课程改革刍议[J].理工高教研究,2004(3):86-87.
依据建筑与土木工程领域全日制工程硕士课程体系需要适应的目标,构建以基础理论与知识、专业素养与能力和科学系统的思维为三大平台的复合课程目标体系,见图2所示。三大目标的实现自下而上,同时相互配合,发挥整体作用。第一平台为基础理论与知识,是建筑与土木工程领域全日制工程硕士研究生所要掌握的基础理论。其中数理类知识包括数值计算、应用数理统计、结构动力学、有限元分析等课程,学会应用数学模型和物理方法进行理论计算和试验分析;计算机类课程包括数据库设计与实现,通过程序设计帮助实现系统模拟仿真等;专业基础课程包括高等钢筋混凝土结构、高层结构结构分析与概念设计、工程结构减振与控制理论等,学会房屋建筑工程结构设计、控制全日制工程硕士研究生课程体系改革与评价与优化原理与方法;专业课包括现代工程施工组织、高层结构工程施工技术等课程,掌握专业前沿知识;交叉类课程包括建设系统工程、工程经济学原理与应用、现代管理原理与方法,培养学生交叉学科视野和系统思维方式;实践课包括实验、设计、模拟、校内外实习等,锻炼学生实践能力和创新精神;人文课包括英语、哲学及德育等课程,提升学生的人文素养。第二平台为职业素养与能力的提升,它建立在基础理论与知识的平台上。职业素养要求学生具有良好的工程职业道德、强烈的社会责任感和丰富的人文科学素养;学习能力要求学生具有信息获取、知识更新和终身学习的能力;分析解决问题能力要求具有综合应用建筑与土木工程理论、独立地分析和解决实际工程问题的能力;设计能力要求学生具有开拓创新意识和进行建筑产品开发设计的能力,以及建筑工程项目集成的基本能力;创新能力要求学生具有由跟随创新、集成创新和原始创新组成的技术创新能力;管理能力要求具有良好的组织管理能力,较强的交流沟通、环境适应和团队合作能力[3]。第三平台为科学系统的思维,是在基础理论与知识的学习和专业素养与能力的培养中逐步形成的。系统性思维要求学生从全局的角度思考问题,培养发散思维和聚合思维、直觉思维和逻辑思维,具有统筹与预见能力。
复合型课程的支撑体系
为了顺利实现课程体系改革的目标,构建自内向外的复合型课程支撑体系,内部为课程设置、教学方法和考核方式,外部为导师队伍建设和产学研结合,如图3所示。
(一)课程设置
一要加强实践课程,包括实验、设计、模拟、实习等,处理好理论课程与实践课程的比例关系,提高建筑与土木工程领域工程硕士研究生分析和解决工程实际问题的能力;二要加强交叉课程建设,合理调整技术、管理、经济、法规课程的比例,使工程硕士研究生立足于“大土木”工程背景之下,概览建筑与土木工程各学科相互间交叉、渗透和融合的特征,拓展专业并形成较高的视野;三要加强人文课程,通过专题课或者学术讲座的形式,丰富研究生的人文科学素养。
(二)教学方法
教学内容首先要更加重视其宽广性、应用性和实践性,培养工程硕士研究生的应用能力和实践能力[4];其次要反映建筑与土木工程领域最前沿的知识,使研究生熟悉研究方向的新动向,增强科研兴趣;同时要做到与后续课程和论文研究的有效衔接,减少研究生课程学习的盲目性。教学形式要以研究型形式为主,如讨论式教学、参与导师课题等,实现研究生从被动接受到主动钻研的有效转变,教师起到启发引导的作用。教学方法还要灵活多样,如模拟软件、实地调研等,优化教学过程并提高教学质量和效率。
(三)考核方式
考核方式的改革首先要改变本科阶段一贯的终结性考核制度,将课程互动评价、阶段成果和终结性考试三部分作为每门课程的成绩。在论文或设计研究阶段,要加强论文开题、阶段报告、中期报告和论文答辩的过程考查,提高专业学位的授予水平,改变目前中国“严进宽出”培养模式的不利局面;其次,要将理论课程与实践活动结合,评价学生理论知识掌握情况和与之对应的实验或实践活动完成情况,形成多元化综合评价体系,促进评价结果的客观性和公正性。
(四)导师队伍建设
导师是研究生学习和生活的指导者,导师的责任感、知识结构和学术水平是保证研究生质量的关键因素。因此,要建立公平的竞争机制对导师严格遴选,从源头上提高导师队伍水平;要鼓励导师定期深入企业了解生产实际需要,与企业合作开展科学研究工作,推动科研成果的转化。这样一方面促进导师知识结构的不断更新和学术水平的持续提升,另一方面也提高了导师对专业学位研究生有针对性的指导能力。
(五)产学研结合
学校一方面吸纳社会上具有一定学术造诣的同行专家加入导师队伍,不仅满足工程硕士研究生规模扩大的需求,而且将行业课题带进学校;另一方面通过加强与建设领域内的投资建设、项目管理、工程设计、施工总承包、工程咨询等单位的联系,使建筑与土木工程领域工程硕士研究生达到其课程学习内容适应企业和社会需求,论文或设计选题来源于工程实践的目的。
课程改革的评价体系
根据复合型课程的目标体系和支撑体系的内容,建立相应的评价体系。结合层次分析法对评价系统进行分析,计算各指标权重,进行方案层的优先排序。评价指标体系如表1所示。笔者设计调查问卷,由国内相关高校建筑与土木工程领域的专家对各指标权重评判,结果如表2所示。表2数据显示,建筑与土木工程全日制工程硕士课程评价体系的一级指标中,相对重要程度依次为:课程设置、导师队伍建设、产学研结合、教学方法和考核方式。二级指标中,课堂授课、实验、设计和实践课程的合理安排、学生参与行业单位的项目实践和导师的学术水平是最重要的三项内容,也是建筑与土木工程全日制工程硕士研究生课程体系改革的首要任务。
课程改革的建议
(一)优化课程设置
优化课程设置是基础,关键要合理安排课堂授课、实验、设计和实践课程比例,形成以实验、设计和实践课程为主,理论授课为辅的课程结构。通过适当减少人文课程学分和课时数、增加学科基础课和专业方向课的实验和设计环节,以学科基础课和专业方向课将实验和设计为课程主线,增加实践课程的时间安排等优化课程设置。这样的课程结构更有利于工程硕士研究生主动吸收知识和掌握研究方法,提高研究生在科研工作中解决实际问题的能力。
(二)加强导师队伍建设
加强导师队伍建设是关键,侧重提高导师的学术水平。针对面向实践的工程硕士研究生培养,要改变以往以论文、论著和科研成果的数量作为衡量导师学术水平的单一指标的不利局面,将导师带领学生参与企业实践和社会课题也纳入导师学术水平评价体系。学校应对全日制工程硕士导师加强工程实践训练,同时吸收不同学科领域的专家、学者和实践领域有丰富经验的专业人员担任兼职导师,承担部分教学指导工作。“双导师制”培养学生,形成优势互补,从而改变导师过于理论化的学术现状,引导导师重视工程实践,全面提高导师的学术素养。
关键词:土木工程材料;实验教学;方法创新;内容改革
中图分类号:G64242 文献标志码:A 文章编号:10052909(2017)02011504
土木工程材料是土木工程类专业学生必修的专业基础课,教学目的在于配合其他专业课程,为专业设计和施工提供设计参数,也为后续课程的学习提供必要的基础知识。因为其实践性强的特点,实验教学就成为重要的教学形式。特别是在这门课程开设时,学生还没开始学习材料力学,对材料的力学机理认识不足。单纯依靠课堂讲解,难以理解事物的本质和内在联系。通过实验教学,一是可以让学生直接观察实验现象,从感性上了解材料的技术性能。再者,实验操作锻炼了学生的动手能力,为日后从事实际工程和科研工作奠定了良好的技能基础[1-3]。
然而,由于我国社会发展的特点,我国高等教育一直是“重理论,轻实践”,不重视实验教学。普通高校更是存在实验教学理论缺乏,教学队伍薄弱,实验设备落后等现状[4]。针对这种情况,文章以聊城大学土木工程专业为例,对普通高校土木工程材料的实验教学进行了深入探索。
一、土木工程材料实验教学现状
随着现代土木工程建设的飞速发展,应用型的高校人才受到就业市场的欢迎。既有扎实的专业理论知识,又有良好的动手实践能力,是土木工程专业人才培养的方向。在国家提出高效率教学、减轻学生负担号召的背景下,各高校不断压缩基础专业课程总量,减少实验学时,使实验教学功能受到极大限制[5-8]。因此,在现有条件下如何进行实验教学,使其发挥独特和不可替代的
教育功能,就成为本课程教学改革的一个重要课题。目前,土木工程材料实验教学存在的问题主要有以下几个方面。
(1)实验教学沦为理论课的附庸品[9]。大学的实验教学组织形式可分为三类,即课程中附属的实验教学、单独开设课程的实验教学和学生自选的实验教学。传统的实验教学多为第一类教学,知识的传授主要来源于课堂教学,实验教学处于从属地位。根据调查,多数高校土木工程材料理论课为40学时,实验包含在理论课当中,为10~12学时。实验课程考核比例一般为课堂成绩的20~30%。这种教学组织形式,不能制定宏观而又具体明确的实验教学培养计划,导致实验教学成为理论教学的附庸或辅助手段。
(2)实验教学方法单一,内容陈旧。传统实验步骤一般是教师制定实验内容学生预习实验演示现场操作填写报告,这种教学方法比较保守和僵化。实验前教师准备好实验设备和材料,排除了可能出现的问题和障碍,每一个实验步骤都详细讲解和示范,这种教学方式束缚了学生的想象和思维,羁绊了学生探索的脚步。况且由于学生基数大,实验教学多为分组进行,分组人数多,漠视了学生的主体性,使学生在实验课程中的主体地位无法实现,学生做实验的积极性严重受挫。
在教学内容上,实验限于教材的内容,并且多为验证性实验,综合和创新性实验较少。操作较简单,学习完全处于被动状态,机械记忆数据,缺少思考。实验缺乏全局性,各实验课程之间前后脱节,简单重复实验现象严重,更谈不上探索创新。
(3)实验考核评价不够合理。传统的考核机制里,学生的实验成绩往往只凭借一份实验报告来评价。因为分组进行,实验数据雷同较多,无法判断到底谁在吃“大锅饭”。而且单凭实验报告,也无法了解学生对实验的掌握情况,更无法了解学生对实验的学以致用情况。
二、 土木工程材料实验教学反思
有效教学可以定义为:教师在科学教育价值观的指导下,采用科学的教学方法和手段,达到预期效果。教学的有效性包含教学效率、教学效果和教学效益三方面的内容,其关键在于教学效益,即学生是否能够在学习过程中提高、完善和发展。实验教学的目的不仅仅是培养学生实践技能,或去验证、创新理论知识,而是要培养学生未来工作或科研的思维习惯。
那么我们该如何去实现这个目标呢?很显然,目前的土木工程材料实验教学很难达到这个要求。从教师层面讲,职业素养、技能水平等影响了教学质量;从学生方面讲,学习态度、理解能力等影响了学习质量。此外一些外界的环境因素,对教学有效性也产生了影响。因此,如何有效进行实验教学成为一个亟需解决的问题,需要对目前的教学进行改革。
三、土木工程材料实验教学改革
聊城大学作为一所普通二本高校,师资力量相对有限,设备水平比较落后。在这种情况下,建筑工程学院对土木工程材料实验教学进行了一系列改革和创新,并取得了较好的效果。
(一) 单独开设课程
将土木工程材料实验单独开设课程,建立自己的独立地位。按照人才培养目标,以实验能力为主线,优化教学方法和内容,发挥实验教学功能的科学性课程体系。这有助于实验教学水平的提高,也对教师和学生提出了更高的要求。单独设课,课程将直接纳入学校的考核系统,教师需投入更大的时间和精力来提升教学质量,学生因为学分的存在,也会产生学习的动力。同时,教师在制定实验内容和计划时也更加灵活,可以根据学生的特点和兴趣开展实验教学。
聊城大学建工学院的做法是,将土木工程材料独立O置课程,共16个学时,1个学分。独立后的实验课程安排在理论课程结束之后,比较连贯,通过实际操作,学生不仅能将理论知识和实验相互联系,同时也能加深印象、强化概念。而且独立设置后的课程不仅仅限于课本要求的实验内容,增加了较多选作的综合和提高型实验内容。这为感兴趣和学有余力的学生提供了实验平台和发挥空间,有助于其科研意识和创新能力的培养。
(二) 教学方法创新、内容改革
在传统教学方法中,学生是以教师、指导书为“程序”,在详细的步骤下机械进行操作。这种教学方法直接抹杀了学生的创造力,也消磨了学生的热情,教学有效性非常低。针对这种情况,我们对传统的教学方法进行了创新。
(1)实验的准备工作不再是单纯的演示,而是利用数值仿真技术对实验过程进行模拟。让学生接触力学,并产生通过实验进行验证的想法。如利用ANSYS软件对钢筋混凝土板受弯破坏进行数值模拟,利用ANSYS的动画捕捉功能,将其破坏过程制作成动画在课堂上播放,观察材料的破坏情况和变形情况。使学生思考这种破坏模式的产生机理,从而使学生从本质上认识其破坏机理,并对力学学习产生兴趣。
(2)转变教师角色,减少示范,不再逐一讲解。只讲明实验的关键点和注意事项,以帮助者和协作者的身份来启发和引导学生。
(3)由于课时有限,单凭上课时间难以满足实验要求。因此开放实验室,保证了学生的实验时间,此外材料与设备的开放,也利于学生对实验室的掌握,熟知其功能。兴趣小组成员利用课余时间,发挥主观能动性,独立开发、设计实验,完成了多篇实验报告和论文。
实验教学内容过于固定,以常规、验证性实验为主,缺乏综合和设计性实验,既无法调动学生的积极性,也限制了学生的创新能力。基于此,结合土木工程专业的特点,将实验内容进行了调整和改革。
实验教学项目调整。将实验内容分为必做和选修两部分,其中必做部分包括4个实验,选修部分包括6个实验。实验时,在必做内容的基础上,让学生自主再选择几项选修实验,满足了不同学生的需求。
实验教学内容改革。同一实验内容,设计多个实验方案。比如钢筋实验,教学大纲是低碳钢的拉伸实验。我们在实验时,选择工程常用的Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ钢筋和冷加工的钢筋。通过观察其拉力-变形曲线,来对比不同钢筋的屈服强度、抗拉强度和伸长率值。又比如水泥胶砂强度实验,通过选用不同的水泥,来对比各种水泥之间性能的差异。这样,我们就将简单的验证实验进行了延伸,加深了学生对实验的印象,取得良好的教学效果。
(三) 实验考核评价
实验考核是衡量学生学习有效性的方法,也是最终的成绩依据,因此考评方法应当全面、准确和客观,对实验课的每个阶段都要进行严格的考核。然而,仅仅依靠出勤、实验表现和实验报告来评价的方式不尽合理。学生确实把实验做好了,但会不会应用,在过去的评价系统中无法体现。由于学生缺少实践锻炼,对实际问题思考过少,理论脱离实际,即使身边的简单现象也无法做出科学解释。虽然做过实验,但面对实践中的小问题也束手无策,成为实验教学的悲哀。
因此,在实验考核评价中,我们加入了应用这一条。具体操作方法是让学生从周围的环境中发现问题,并找到通过实验的解决之道。通过应用小论文的方式提交,设计一个实验方案来解决这个问题,由教师做出评价。虽然这些方案比较简单,而且有很多不严谨的存在,但是作为本科生已是学以致用的良好途径。
比如有的学生发现同样是混凝土路面,下雨时不同部位其渗水情况不同。思考原因――在路基质量相同的条件下,有可能是混凝土施工过程中不同部位施工水平不均造成的渗透性不同。提出实验方案――制作两组抗渗试件,同样的材料及配合比,一组人工振捣成型且施工水平一般,一组机械振捣成型且施工质量较高,进行抗渗实验,比较结果。
有的学生发现在国家全面禁止使用焙烧黏土砖的同时,很多工地仍在使用,并称之为“黄河淤泥黏土砖”。思考原因――黄河淤泥黏土砖原材料取自黄河淤泥,与一般的黏土砖不同,淤泥中可能存在较多的有机质,其力学性能值得怀疑。提出实验方案――随机抽取两组焙烧黏土砖,一组是黄河淤泥黏土砖,一组是一般黏土砖,进行抗压和抗折实验,进行对比。
最终的考核评价:
实验成绩=出勤(10%)+实验表现(30%)+实验报告(30%)+应用小论文(30%)。
四、 结语
土木工程材料实验课是土木工程专业学生直观认识建筑材料、了解其技术性能的重要途径,对于培养创新应用型土木工程专业人才意义非凡。但目前在普通高校的教学中,由于教学理念偏颇,师资力量薄弱和实验资源限制等问题,导致实验教学陈旧落后,脱离实践,失去了应有的教育意义。
文章以聊城大学建筑工程学院的土木工程材料实验教学为背景,以实验教学的有效性为基础,从课程设置、教学方法与内容、考核评价三个方面,探索了普通二本院校土木工程材料实验教学的改革与创新。试图在当前条件有限的情况下,最大功效地发挥实验教学的效益,并提高教师和学生的素质,实现真正意义上的教学相长。
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Abstract: Experimental teaching has a unique and irreplaceable educational function, but the effect of college teaching experiment is worrying. Through the analysis of civil engineering materials experimental teaching status, the present experimental teaching system was reflected. Taking the civil engineering specialty of Liaocheng University as an example, from independent course, innovation of experimental teaching method and content reform, experimental evaluation mechanism explores the experimental teaching of civil engineering materials in college.
关键词:土木工程;施工技术;解决措施
1、土木工程施工特点
随着科学技术的发展,土木工程方面的施工技术也在不断的发展和创新,在实际的应用过程中根据实践经验以及工程的具体情况,进行不断的创新以及改良,从而满足工程的需要。但是由于土木工程施工技术目前仍然存在很多的不足之处,这是由于土木工程存在一定的固定性和流动性强并且形式多样的特点,其中流动性是指在施工的过程中,在一定的空间内,施工人员具有一定的流动性;固定性是指明确工程项目的具体地点以后就不会对其施工地点进行改变;多样性是指土木工程的施工由于受到具体环境的影响,结合实际情况其施工技术种类众多,并且在施工的过程中还要借助机械设备等辅助工具,从而达到最优的施工效果。随着社会经济的发展以及建设行业的不断发展,土木工程作为现代建设工程中不可或缺的基础组成部分,是建设工程后期质量与安全最为重要的保证。对其进行施工技术创新,需要融入更多更先进的施工技术、材料以及先进的施工设备,从而形成更加完备的土木工程施工技术,从而在建设工程的施工过程中确保建筑的科学性以及合理,同时减少工程施工以及后期使用对环境造成的不良影响。随着建设工程的不断发展,对其个性化的需求也越来越多,从而出现了更多复杂的建筑结构,这也就对基础的土木工程提出更多更严格的要求。
2、土木工程施工技术中存在的问题
2.1、施工技术的合理性有待提高
土木工程由于涉及到多个方面以及多个领域,并且经过前人对于其施工实践方面的总结,从而形成一套较为完整的施工体系,例如施工工期的控制体系、施工系统的识别以及应用等方面,但是由于我国对于土木工程方面的应用实践仍存在很多不合理之处,只是对传统施工模式的继承,并没有因地制宜的考虑其是否合理,同时还存在照本宣科的现象,在实际的施工过程中缺乏实践性。
2.2、管理机制不完善
由于土木工程的施工特点,其工程量一般都非常大,并且施工的周期都非常长,这就要求在运用施工技术的同时,要加强控制以及管理。如果在施工的过程中,施工人员运用常规的建筑施工技术来处理土木工程项目,可能就会造成施工效率低下甚至是影响工程工期,最终会给施工企业带来非常大的损失。
2.3、施工技术不规范
目前,我们国家在土木工程施工技术方面的相关技术标准欠缺,这就会直接性的导致土木工程施工过程中出现大量的施工问题,导致施工无法按部就班的予以实施,诸多施工技术至今都停留在初步阶段,施工之中应用的各项施工工艺也相对落后,有些施工单位为了可以追求施工成本与经济效益,那么就会在施工的过程之中应用相对劣质的才来,这和土木工程建设的最终目标出现相悖的情况。
3、解决对策
3.1、加强施工技术管理
在进行土木工程建设施工的过程之中,想要充分的保障施工的质量,那么就得要强化施工技术管理的力度。然而想要将施工技术管理作用充分的发挥出来,那么首先需要做的就是将科学、合理化的技术管理制度建立起来,合理化的规范施工管理技术,组织参与到施工之中的人员定期的进行培训,加强其自身的专业技能水平及素养。另外,要将施工质量监督的职责一一落实下去,在最大限度之上来实施个人责任制。要严格要求相应的施工人员要遵照相应的施工规范来井然有序的予以实施、
3.2、规范验收标准
在进行土木工程施工过程之中,假使在竣工验收的环节之中出现问题,那么这些问题都是连续性的,所以建筑单位要充分的将验收工作重视起来,深入的合理规划相应的验收标准以及规范来予以实施,最终在最大限度之上来充分的强化验收水平,保障土木工程的施工质量。
3.3、施工程序的创新
任何一项工程想要顺利的开展,其根本前提就是要拥有科学、合理化的施工工序,为了使得工程之中的每一个阶段都可以井然有序的进行施工,那么施工单位就得要将施工阶段充分的重视起来,依据先前的工作经验针对施工过程之中出现的所有问题都得要及时的予以分析并还定出来行之有效的措施来解决,合理统筹施工工序,使得土木工程之中的每一个阶段均可以将自身的作用充分的发挥出来。在施工技术方面,施工单位必须要立足于实践的基础上来分析施工方式,将各类施工技术应用在不同的领域之中,可以有效的预防其出现盲目性的问题,使得整个工程可以顺利实施。
总之,目前,土木工程的建设施工十分的关键,其可以有效的推动社会经济的可持续发展,另外还与人们的生活质量息息相关。在现如今科学技术逐渐发展的形势下,施工技术自身在逐渐改良与优化的形势下,和社会需求之间存在着一定的差距,在诸多施工阶段之中实施相对困难,所以想要在最大限度之上来实现土木工程的可持续发展,那么就得要将关键点放在施工技术的创新之上,这样才可以为土木工程自身的发展奠定一个坚实的基础。
作者:张涛 单位:烟台市方正公路工程监理咨询有限公司
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关键词:土木工程;钢材;混凝土;建筑材料;钢结构
Abstract: this paper mainly introduced the development process of civil engineering industry, steel and concrete building materials for the emergence of civil engineering the important meaning, civil engineering industry's future development trends and new steel structure of the present situation and development prospect. Discusses the superiority of emerging steel structure building and the prospect of development, for readers understand the steel structure building.
Keywords: civil engineering; Steel; Concrete; Construction materials; Steel structure
中图分类号: S969 文献标识码: A 文章编号:
前言:土木工程是建造各类工程设施的科学技术的统称。它既指所应用的材料、设备和所进行的勘测、设计、施工、保养维修等技术活动;也指工程建设的对象,即建造在地上或地下、陆上或水中 ,直接或间接为人类生活、生产、军事、科研服务的各种工程设施,例如房屋、道路、铁路、运输管道、隧道、桥梁、运河、堤坝、港口、电站、飞机场、海洋平台、给水和排水以及防护工程等。英文中,“土木工程”这一专业的对应翻译是“civil engineering”,即城市建设,亦称公民建设,可见,这一行业与我们每一位公民都是息息相关的。那么,接下来就让我们简单地对它进行了解。
土木工程的发展
土木工程历史上的三次飞跃
对土木工程的发展起关键作用的,首先是作为工程物质基础的土木建筑材料,其次是随之发展起来的设计理论和施工技术。每当出现新的优良的建筑材料时,土木工程就会有飞跃式的发展。
1.1早期发展
人们在早期只能依靠泥土、木料及其它天然材料从事营造活动,后来出现了砖和瓦这种人工建筑材料,使人类第一次冲破了天然建筑材料的束缚。中国在公元前十一世纪 的西周初期制造出瓦。最早的砖出现在公元前五世纪至公元前三世纪战国时的墓室中。砖和瓦具有比土更优越的力学性能,可以就地取材,而又易于加工制作。
砖和瓦的出现使人们开始广泛地、大量地修建房屋和城防工程等。由此土木工程技术得到了飞速的发展。直至18~19世纪,在长达两千多年时间里,砖和瓦一直是土木工程的重要建筑材料,为人类文明作出了伟大的贡献,甚至在目前还被广泛采用。
1.2 钢材的应用
十七世纪70年代开始使用生铁、十九世纪初开始使用熟铁建造桥梁和房屋,这是钢结构出现的前奏。
从十九世纪中叶开始,冶金业冶炼并轧制出抗拉和抗压强度都很高、延性好、质量均匀的建筑钢材,随后又生产出高强度钢丝、钢索 。于是适应发展需要的钢结构得到蓬勃发展。除应用原有的粱、拱结构外,新兴的桁架、框架、网架结构、悬索结构逐渐推广,出现了结构形式百花争艳的局面。
建筑物跨径从砖结构、石结构、木结构的几米、几十米发展到钢结构的百米、几百米,直到现代的千米以上。于是在大江、海峡上架起大桥,在地面上建造起摩天大楼和高耸铁塔,甚至在地面下铺设铁路,创造出前所未有的奇迹。
1.3混凝土的发展
十九世纪20年代,波特兰水泥制成后,混凝土问世了。混凝土骨料可以就地取材,混凝土构件易于成型,但混凝土的抗拉强度很小,用途受到限制。 十九世纪中叶以后,钢铁产量激增,随之出现了钢筋混凝土这种新型的复合建筑材料,其中钢筋承担拉力,混凝土承担压力,发挥了各自的优点。 二十世纪初以来,钢筋混凝土广泛应用于土木工程的各个领域。
从三十年代开始,出现了预应力混凝土。预应力混凝土结构的抗裂性能、刚度和承载能力,大大高于钢筋混凝土结构,因而用途更为广阔。土木工程进入了钢筋混凝土和预应力混凝土占统治地位的历史时期。混凝土的出现给建筑物带来了新的经济、美观的工程结构形式,使土木工程产生了新的施工技术和工程结构设计理论。这是土木工程的又一次飞跃发展。
土木工程的发展趋势
现代土木工程的特点是:适应各类工程建设高速发展的要求,人们需要建造大规模、大跨度、高耸、轻型、大型、精密、设备现代化的建筑物。既要求高质量和快速施工,又要求高经济效益。这就向土木工程提出新的课题,并推动土木工程这门学科前进。
随着建筑需求的不断提高,大量高强轻质的新材料不断出现。比钢轻的铝合金、镁合金和玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)已开始应用。对提高钢材和混凝土的强度和耐久性,已取得显著成果 ,而且还仍继续进展。
(二)新时期的建筑传奇---钢结构的兴起
与传统的钢筋混凝土结构相比,钢结构由于本身的自重较轻,强度较高,在经历震动时不仅不会发生太大的位移变形,反而还可以削弱地震波,从根本上确保了建筑的安全性。
在一些大中型城市,为了解决寸土寸金的实际情况以及人们对生存环境、生活空间等提出的高要求,钢结构建的推广应用将能够更快地实现城市化建设。这不仅体现在钢结构承载力高、密闭性好等优势上,更是由节能减排,绿色环保的国家政策所决定的。钢结构比传统结构更易拆除且用料省、回收利用率高,墙体也多用环保材料如防火涂料、节能砖等,因此降低了钢铁污染所带来的高风险。另外,由于钢结构的自身优势,其多用于超高层、超大跨度的建筑中,不但拓展了人们的生存空间,提高了人们的生活质量,也缓解了人多地少的矛盾,符合可持续发展的理念,是名副其实的绿色建筑。
1.钢结构建筑与传统的砖混结构和钢筋混凝土框架结构相比究竟有何优势
从总体上说,钢结构建筑代表了未来的建筑发展新模式,它与传统的砖混结构和钢筋混凝土框架结构相比,在使用功能、设计、施工、综合经济效益等方面具有明显的优势。
1.1钢结构重量轻、抗震性能好
钢结构建筑是以工厂化生产的钢梁、钢柱为骨架,同时配以轻质墙板等新型材料作为围护结构和内隔墙建造而成。它与同面积的建筑楼层相比,钢结构建筑楼的重量可减轻近30%。同时,由于钢材具有较强的延展性,能较好地消除地震波力,防震性能好,尤其适用于高层建筑。
1.1校企密切合作,共商人才培养方案
为满足区域经济发展对土木工程专业人才的需求,校企联合,优化教学计划的方向模块必将成为地方高校土木工程专业发展的必由之路。地方高校土木工程专业应该始终以服务地方经济建设为办学宗旨,以培养高素质“应用型”工程技术人才为办学目标,深入用人单位广泛开展调查研究,深入分析研究本行业人才需求状况,准确把握用人单位对人才素质、能力和知识结构的要求,进一步密切与用人企业的联系,与企业合作共同确定人才培养方案。根据上述指导思想,盐城工学院土木工程学院2011年的教学计划中,吸收和借鉴国内外工程教育的先进经验,紧密结合当前国内“卓越工程师教育培养计划”的要求,在广泛征求用人单位意见的基础上,设计了“2.75+1.25”的土木工程专业培养计划,把4年的培养过程分成两个部分:“2.75”指在校进行理论课程和部分实践课程的学习时间,“1.25”指在校内实验实训和在企业学习的时间,以实践训练为主,包含部分专业技能课程,使学生在提高工程实践能力的同时,尽早与用人单位接触,适应用人单位的要求,缩短企业对人才培养的周期。事实证明“校企密切合作,共商人才培养方案”的实施,密切了校企关系,提高了办学质量,为高素质“应用型”人才的培养奠定了坚实的基础。
1.2力学材料并重,构筑课程教学体系
力学是构建土木工程学科重要的理论工具,材料是土木工程技术创新的动力和源泉,力学和材料是培养学生建造能力的基础。设置以力学为中心的课程群,既联系到数学和物理,又联系到结构和岩土工程,强化力学课程群的教学,即强化专业基础中主干课的教学。当代新型建筑材料不断涌现,种类丰富的建筑材料应用于结构,将产生新型结构体系,种类丰富的建筑材料应用于施工,将产生新构造、新工艺、新技术,材料类课程对于土木工程来说十分重要。为此,改革“土木工程材料”和“土木工程施工”等课程,增加“新材料性能测试”设计性、开放性试验课程,增加“趣味结构力学实验”和“新材料结构模型创新实践”的选修课程十分必要。基于此,地方高校必将培养出基础扎实、富有创新精神和创新能力的“应用型”人才。
1.3遵循“卓越计划”,锻造学生建造能力
以实施“卓越工程师教育培养计划”为导向,构建“建造能力”的培养模式。为了适应地方经济发展对人才的需求,建立和完善产学研合作关系,校企共建稳定的校外课堂,建设校外课堂教学的师资队伍和基础设施,那么建立一套公正、合理、准确、全面的学生成绩评价制度则更为重要。在人才培养过程中,注重以实际工程项目为载体,围绕项目的策划、设计、实施和运行等环节,开展以小组为单位的学习、研究工作,解决工程实际问题,完成工程建设任务。同时,在此过程中培养学生的团队精神,提高学生的学习能力,让学生领会从事工程师岗位的工作方法。因而以“土木工程施工”、“工程项目管理”和“建造技术与管理”等课程教学模式为试点,努力锻造学生的建造能力。
1.4培养引进并举,优化师资队伍
以高水平、工程型教师队伍建设为保障,提高师资队伍的科研水平和解决工程实际问题的能力。地方高校应该积极采取培养和引进相结合的措施,努力加强师资队伍建设。教师队伍建设是地方高校土木工程专业“应用型”人才培养的核心之一,在一批国家和省市级科研项目的基础上,采取多种方式鼓励教师承担科研项目,促进教师专业水平的提高。同时,聘请企业中高水平的技术人员到学校担任兼职教师,派送专任教师队伍中年轻博士去企业锻炼,解决工程技术难题,提高实践创新能力。通过科学研究和参与工程实践攻关相结合,地方高校一定能够建设一支高水平“工程型”的教师队伍。
1.5完善评价体系,保障人才培养质量
地方高校应以教学管理制度为依据,努力完善教学管理与监控机制。在认真执行学校各项教学管理制度的基础上,根据土木工程的特点,积极改进并完善教学质量保证体系,该体系分为教学质量管理系统和教学质量信息系统两部分。盐城工学院土木工程教学质量管理系统由两个亚系统组成:一是分管本科教学工作的副院长→学院教务科→系(中心)→教师(实验技术人员);另一个是分管学生工作的书记→学生科→辅导员、班主任→学生班干部→学生。这是一个逐层向下监控,逐层向上负责的质量管理系统。而教学质量信息系统包括质量信息的采集、处理与反馈等,正是由于盐城工学院土木工程专业持续完善了质量评价体系,因而其人才培养质量显著提高,其成功经验可为地方高校土木工程专业的教学改革提供借鉴和启迪。
二、突出特色,理论与实践并重,造就高素质人才
由于地方高校土木工程专业以培养“基础实、技能强、素质高”的“应用型”高级土木工程专业人才为目标,因而地方高校更应“重基础理论、重创新精神、强实践技能、强综合素质”的人才培养模式,优化课程结构体系,贴近地方建筑实际,夯实专业理论基础,突出建造能力的培养。每个地方高校都有其自身发展历史,具有一定的特点、特色,因而突出特色,理论与实践并重必将成为土木工程专业建设的必由之路。盐城工学院2005年土木工程专业成为学校“小范围、大幅度”四个试点改革专业之一,2009年通过江苏省特色专业建设点验收,成为省级特色专业,2010年成为国家特色专业建设点,形成了比较完善并具有一定特色的教学计划和课程体系,为学校土木工程专业建设奠定了良性循环基础。
2.1理论教学夯实专业基础
地方高校土木工程学院应该在院长领导下,由学院分管教学的副院长、专业系主任与企业专家共同制订各专业教学计划。力学和材料科学作为从事土木工程工作的重要理论基础,在教学计划中处于十分重要的位置。土木工程专业通过搭建“五大力学”(理论力学、材料力学、结构力学、土力学和水力学)与土木工程材料并重的教学平台,来体现“力学材料并重”的理论教学特征。同时将“弹性力学”和“新型建筑材料”列为选修课,以适应行业发展需求,拓宽学生知识面,为学生未来发展打下一定基础,并且突出特色,努力编写适合自身土木工程专业发展的精品课程。如《工程力学》、《结构力学》和《土木工程材料》等。
2.2实践教学突出建造能力
地方高校土木工程专业大多数学生毕业后将在施工一线工作,具有出众的建造能力是该专业毕业生受用人单位欢迎的重要原因。一方面,地方高校要注重加强内涵建设,不断完善实验条件,强化学生建造能力的培养;在实践教学中,让学生深入生产一线,与建筑工人打成一片,学在工地、吃在工地、住在工地,强化设计能力,积累施工经验,由工地对学生进行考核,由工人对学生作出评价,在工地工程师与学校教师共同指导下完成实践教学任务。另一方面,地方高校应该对照行业标准和注册建造师的培养标准,努力创造条件在校内搭建施工实训现场,通过学生自主设计、自行搭设模板和脚手架等,培养学生的实践动手能力。
2.3通识课程体现素质培养
地方高校还应高度重视教书育人理念的确立,高度重视优良学风的形成,高度重视学生自主学习能力和综合素养的培养。只有通过通识课程、公共课程的开设以及学生课外活动的安排,才可培养学生良好的综合素质。例如,通过国家法律法规以及与环境保护等方面课程的学习,培养学生的法律意识、质量意识、环保意识、节能意识;通过参与企业项目和现场教学,培养学生的工程意识,提高学生的实践能力;通过实施全方位、多层次的艺术素质教育,拓展学生的人文艺术修养等。
三、落实毕业设计目标,切实践行“应用型”人才培养
毕业设计是工科专业教学质量的集中体现,是指导学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能,分析解决实际问题,使学生得到从事实际工作所必需的基本训练和进行科学研究工作的初步能力。与一般教学实践环节相比,有其显著的特点,它是毕业前最后的综合训练阶段,是学生学习、研究和实践成果的全面总结。土木工程专业的毕业设计应注重工程实践性、适用性,特别是以培养“应用型”人才为主旨的地方本科院校,更应根据学生的特点和条件,选择合理的毕业设计题目,鼓励学生到设计、施工或监理单位实习,以提高其实践能力。
3.1精心组织,严格遴选毕业设计指导教师
地方高校土木工程专业应该严格遴选毕业设计指导教师,毕业设计(论文)指导教师应由具有实际设计(科研)工作背景和有指导经验的中级职称以上相关专业的教师、工程技术人员担任,为了进一步落实“应用型”人才培养方案,应该适当增加校外指导教师的比例,特别是聘请理论和实际工作经验丰富的高级工程技术人员。基于此,培养学生严谨求实的科学态度和一丝不苟的工作作风。
3.2把握关键程序,提升毕业设计质量
毕业设计开题、中期检查和毕业设计答辩为毕业设计的关键步骤,决定着地方高校土木工程专业毕业设计的总体质量。通过毕业设计开题报告,学生查阅文献资料,了解选题的研究背景和已有成果;通过中期检查则可督促教师的指导进度,检查学生毕业设计内容的正确性,考核教师和学生在毕业设计中的总体表现,提出整改意见,为毕业设计顺利展开提供保证;通过毕业答辩,完成对学生整个毕业设计的全面评价,也是对指导教师的最终考核。总之,通过以上关键程序,可以切实把握地方高校土木工程专业“应用型”人才培养的最后一关,为社会输送合格的土木工程建设者。
四、结语
关键词:专业英语;土木工程;教学方式
1专业英语现状
目前,国内大多数院校的非英语专业对于英语的学习的较普遍的做法是在第一和第二学年开展基础英语教学,且所占学时、学分较高,这主要是基于学生的四、六级英语考试的需要。之后对于英语的教学工作,很多高校都放松了对英语教学的重视。在大学第三年的时候,学校开展专业英语学习,此时的英语学习已由以前的基础英语的必修课转为现在专业英语的选修课,且学时和学分都减少了很多。学生此时对选修课的热情也大大下降,放松了英语的继续学习,思想上对专业英语学习表现很冷淡和被动,学习目标模糊,在时间和精力的投入上远远不如在基础英语上的学习。另外,在专业英语教师的教学上,主要是以教师为中心的教材翻译教学法,学生感觉枯燥、乏味,有的学生甚至昏昏欲睡。其主要原因是该方法是教师主宰整个课堂,翻译课文意思,讲解语法,而学生则是填鸭式的被动记笔记,很少能参与课堂活动。
2专业英语特点
大学英语教学包括2阶段,也即基础英语和专业英语教学阶段。专业英语与基础英语相比,既有共同的地方,也有许多属于它本身自身的特点。
2.1专业英语学习目的
专业英语的专业性较强,它是培养学生英语实际应用能力的一个重要工具。以土木工程专业英语来说,其主要内容涉及土木工程专业的理论知识、施工的新技术、新材料的应用以及新发现和新的研究成果等。
2.2句子结构
专业英语从词汇、语法、语言以及学习方法上与传统基础英语的学习存在明显的不同。逻辑性强是专业英语的一个重要特征,表现在语法结构上是存在大量的因果从句和定语从句来表达全文的逻辑性。专业英语另外一个鲜明的特点是专业英语的长句和倒装使用较多,而且很多句子成分省略较多。由于专业英语表达语意的严谨性,专业英语文章中的一个概念或一个方法需要用完整的语句来表达,这就涉及大量的定语从句和复合句的使用。专业英语在句子结构上的第三个鲜明特点是被动语态使用较多。由于在科技论文中由于着重论述客观现象和科学真理,因此,被动语态在专业英语句子结构中使用相当广泛。
2.3词汇、语法、语言
专业英语的词汇往往跟本专业的实际情况结合较紧。以土木工程专业英语来说,土木工程专业英语词汇与实际工程、材料、施工等联系密切,基础英语中较少涉及这些专业词汇,且词汇量也较大。另外,有些单词和词组在日常英语中常用,可在土木工程专业英语中其含义就不同了,有些单词的意义已经完全背离了原单词的意义,专业英语一般运用本专业的术语和习惯用语,也即parlance(说法,语调),如土木工程专业英语里德circulation,在日常英语学习中具有流通等意思,但在土木工程专业英语中,具有“通道”的含义。学习如果按基础英语的常规词义去理解专业英语,往往会造成误解和歧义。
3教学改革
3.1有针对性的选取教材内容
依据教学大纲要求,有目的,有针对性地选择教材。在选取教材时,应既注重知识结构的完整性,又突出所选材料的趣味性。在选教材中还应考虑学生已有的知识,教材中要含有适量的最新知识,最前沿的科研动态。在专业英语论文的选用上,应避免一些过于生僻领域的论文,因为其中的一些不常用的生词会造成学生学习兴趣降低。增加专业英语课外阅读资料,扩大阅读知识面。
3.2教学方法多元化,加强师生互动
专业英语的教学改革应以学生的学为中心,培养学生学习专业英语的主动性,同时也应在教学中注重培养学生的阅读理解力。教师在专业英语教学中,应搜集专业英语的教学素材,穿插多媒体教学,以弥补教材内容和形式上的不足。如土木工程专业英语教学中引入国际合同签订模板,对国际英文合同要点进行讲解,突出专业英语重要性。也可引入国际著名工程施工案例,结合学生现有专业知识,对施工要点、难点进行说明和探讨,增加师生互动环节,提高学生学习兴趣。
3.3加强学生应用专业英语能力
通过系统对专业英语知识的讲授,使学生掌握该专业所涉及的专业词汇、术语及专业文章阅读技巧,在此基础上需要重点培养学生的专业英语的写作、阅读及口语交流的能力。教师应结合领域最新前沿发展趋势,设置一些论文课题让学生去检索、查阅及归纳来进一步锻炼英文阅读理解能力,并要求学生书写简单的专业科技文章来锻炼写作能力,同时可以通过模拟科技交流会议来锻炼口语交流能力。
关键词:新建地方本科院校;土木工程专业;教学方法
中图分类号:G642.0?摇 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)25-0042-03
一、引言
根据国家的整个教育战略规划,许多原来的专科学校办学层次得到了一定的提升,从原来的专科办学模式上升到新的本科办学模式,这就形成了像我校这类层次的新建地方本科院校。这类新建地方本科院校一般不在省会城市或相对发达的城市,而大多处于偏远的区域中心城市。这类本科院校本科办学的历史相对过短,办学经验的积累相对较少。对于像土木工程这类工程类专业的办学经验积累就更少,因此在办学的过程中放弃了教育导向的教学内容和实践导向的工程训练,与相关领域的需求缺乏良好的沟通,这就造成了用人单位不能招聘到合格的工程师和土木工程专业毕业生不能找到合适的工作的矛盾。因此,改善现有的新建地方本科院校土木工程专业教学方法及教学内容就变得非常必要。新建地方本科院校大多把办学目标定位为培养应用型复合型人才,而基于应用型人才培养的教学体系,主要在于在满足培养目标的前提下,如何在理论课堂教学学时和实践教学学时之间寻找一定的平衡关系,从而以工程意识和综合能力培养为主线,合理的对课堂教学进行改革、对教学内容进行优化和对教学方法进行改进,从而达到调动学生学习的主动性及积极性,发挥教师教学的主导作用。从而使所培养的毕业生在知识、能力及素质诸多方面达到协调发展,以适应土木工程专业应用型人才培养的目标和该领域市场对土木工程专业人才的需求。
二、新建地方本科院校土木工程专业教学方法存在的不足
大部分新建地方本科院校都是在原来师范教育的基础上发展起来的,转变为综合类院校后,为了适应地方区域经济社会发展的需求,开办了诸如土木工程专业类的工程类专业。因此其教学方法及管理模式大多停留在原来师范类学生的管理模式上,不能适应土木工程专业的教学及管理模式上。以我院为例,目前在土木工程专业的教学方法及管理模式上主要存在以下方面的不足。
1.课程设置结构不合理及院系之间资源的相对独立。我院土木工程专业的设置是在全国土木工程专业调整后设置的,设置的过程中主要基于“大土木”的要求制定相应的培养目标和教学计划。从目前课程设置具体情况分析,公共基础平台课的实现比较容易,但在专业课及专业基础课的设置过程中,还存在较多的问题。在以往的土木工程主干课程设置过程中,由于对主干课程内容完整性的过分强调,使得课程间的相互渗透及衔接较差,课程之间内容相互重复较多。在缺少优化统筹的情况下导致了教学效率的地下。在整个专业课教学过程中,教师一方面面对学时少的困境,另一方面又必须重复讲授某些方面的内容。由于教师教学经验及教学视野的原因,大多数教师在讲授过程中只注重该门课程的纵向深入,却忽略了课程与课程之间的相互联系。例如在讲授钢材的物理力学特性过程中,在材料力学、建筑材料、混凝土结构、钢结构及地基基础中都要讲授,实际上该材料只要在材料力学和建筑材料中做详细介绍即可,后续课程可以略过,这样就可以获得相应的教学学时。土建类材料力学内容繁杂,方法烦琐,其许多内容在结构力学中仍要重新讲授,且方法较材料力学简洁的多;又如基于概率理论的极限状态设计原则,在混凝土结构、钢结构、地基基础工程等课程中仍需占用不少课时重复讲授。
2.课程内容覆盖面较窄和陈旧。在目前土木工程专业的理论教学过程中,讲授的大部分学时都花费在经典理论的讲授上,对于土木工程的新进展、新知识及新技术的介绍偏少,这些新知识、新技术及新进展的介绍主要集中于部分视野比较开阔的教师。教学的内容相对比较陈旧,滞后于当前该领域的科学技术发展;只注重于专业理论方面的自然科学知识的讲授,忽略了对土木工程专业毕业生比较实用的企业管理经济和法律知识的讲授。对土木工程这一领域而言,新技术、新工艺的发展往往先于理论的形成,学科发展相对迅速,所涉及的数学、力学及计算机科学的许多新知识都能得到很好的运用,所以在理论教学的过程中很多教师很难做到适应新型学科发展的需要。例如在混凝土结构的讲授过程中,主要集中于混凝土经典理论的讲授,对当前在土木工程领域内广泛应用的混凝土结构耐久性设计、高强混凝土、钢管混凝土及其相应的抗灾性能涉及很少或基本不涉及。使得所培养的毕业生在毕业后很多东西用不上,而需要应用的许多知识在大学期间又学不到,使得学生对学习的兴趣逐渐减弱。
3.课程教学重理论轻实践较突出。地方新建本科院校由于历史发展的原因,在实验室及实践基地的建立方面相对滞后,对于土木工程这一类新办工程类本科专业尤其如此,并且在满足国家基本教学学时时,为了压缩教学学时,实验课时往往首先被压缩。对于土木工程专业而言,大多数高校都认识到该专业是实践性非常强的专业,根据这一特点设置了实验、课程设计、生产实习、毕业设计等实践教学,但在实施的过程中,其效果并不是很理想。课程设计和毕业设计题目重复、题目单一,甚至出现一定的机械照搬等重复现象,学生的独立工作积极性和创新精神得不到很好的调动和培养。实验课一般没有单独的实验指导教师,很大程度上由理论课的老师兼任,在实验过程中指导教师只是尽力准备实验,学生也就是按部就班进行实验,同时也缺乏开发创造实验的热情及积极性,更不用说开设启发性、综合性和设计型实验。由于教学管理的模式,原本有些专业课内容原本应在工地现场讲解以利于学生理解,从而提高教学质量,改为在教室内照本宣科,从而造成教学与实践的脱节。由于土木工程施工的季节性、流动性、周期性限制,地方院校难于建立类似于其它专业稳定的实习基地。加之目前毕业生面临的就业压力巨大,毕业生难于专心于设计和实习,使得毕业设计很大程度上变成一种流于形式。
三、新建地方本科院校土木工程专业教学方法改进的建议
对于新建地方本科院校,其定位主要定位于教学型,因此地方院校所开设的土木工程专业的任务主要在于培养合格的工程技术人才,土木工程专业的教学也必须围绕这一中心思想而进行。本文针对新建地方本科院校土木工程专业的特点,以毕节学院为例,对土木工程专业的教学提出如下的建议。
1.以工程结构为主线,培养学生土木工程意识。通过生产实践中的工程实例,培养学生的工程意识及对工程的认识能力。在这一过程中,主要综合土木工程专业的教学内容,安排一定的综合性练习;在教学中,结合实际工程进行教学,让学生在学习中逐步培养工程结构意识。例如在讲授土力学中的挡土墙设计及边坡稳定性分析内容时,可以讲授基本土压力理论后,结合实际的工程在现场给学生讲授挡土墙设计方法及边坡稳定性分析原理,以及在设计计算中必须注意的要点,在教学中发现很多学生及时学了挡土墙设计原理也不会设计,通过实践发现这种方法能较直观的让学生了解,能起到事半功倍的效果。在教授混凝土结构课程中框架结构的内容时,可以组织学生分批参观相应的施工现场,让学生了解整个框架结构的各部分特点及配筋情况,这样在课堂教学时学生对整个框架结构概念就相对清晰了,在该课程结束时,该可以安排一定课时的施工图解读,这样学生在进入工作单位后很快就能对所接触的工程进入状态。在讲授施工技术课程时,可以组织学生现场观察观察各种扣件的使用,这样在讲授时就能提高学生学习的兴趣。另外,还可以鼓励教师到工程单位兼职或挂职,利用产学研合作的方法,提高教师的工程素质和工程意思。
2.课程教学中注重学生综合能力的培养。在土木工程专业的课程设置中,结构类设计课程是其中最重要的课程群之一。结构设计类课程的教学目的在于对学生工程结构系统概念的培养。通过理论和实践教学相结合的方式,培养学生对工程的评价能力,引导学生在设计和施工中重视结构构造方面的问题;在教学中还必须重视学生人文素质及工作能力的培养,可以让学生进行一定的建模和制定方案,以及安排一定的读书报告等。这样,毕业生不但工程能力得到培养,文字能力及设计能力也能得到一定的提升。
3.注重教学中的理论与实际工程的结合。在土木工程专业的教学过程中,除了平时教学过程中的与实际工程的相结合。在设计类课程结束时,一般都安排相应的课程设计,对于课程设计的教学,可以列出主要的参考资料,引导学生在实践中逐步摆脱对教师的依赖性,培养学生的工程实践能提,引导学生在实践中培养创新能力;在地基基础及结构设计中,要求学生熟练掌握规范及设计手册,学会对其提供的相关数据进行判断分析,综合考虑实际的工程情况,选择合理的参数进行计算,从而得到一定的经验积累和对一般规律的掌握;同时学生在设计完成后必须给出施工图,可以结合部分手工绘图和计算机出图。
4.改进教学方法和手段、改善教学内容。由于现有教材内容主要专注于理论的讲授,而且内容重复、陈旧,因此在教学过程中需要对教材的内容进行筛选,适当增加与工程实际相结合的课时,这样才能在教学过程中使学生分析问题、解决问题的能力得到有效的培养。对现有的教学方法,也需要进行适当的改进,采用更加灵活多样的形式组织教学、结合实际的工程组织教学内容等。在教学的过程中,我们还结合学校的实际情况,设计开发了一定的多媒体教学课件,在学生实验前及实验过程中,部分实验通过幻灯片、动画等形式逼真的演示出来,取得了良好的效果。
5.优化课程的考核方法及形式,重在考查学生综合运用能力。由于我校是在原有师范类院校的基础上发展起来的,其管理模式很大程度上不适应于工程类专业,考试形式一般安排在期末,并且以闭卷形式为主。而土木工程专业课程的开设,主要依据于实际的需要,密切联系与工程实际,因此课时的设置上有相对的灵活性,在考试内容及形式上也相应的需要具有一定的灵活性。因此在实际操作国恒重,我们在形式上采用闭卷、半开卷、小论文及实际操作等诸多方式进行考核;在考试时间上采取结束一门课进行一门课考核的方法,以利于学生接触更多的专业相关知识;在考试内容上力求体现和反映应用型人才培养模式的要求,主要在于让学生理解、掌握和灵活运用所学知识;在考核评判方式上以学生理解概念准确、对问题的分析深入、对方法的运用得当为评判标准。
四、结语
新建地方应用型本科院校主要在于培养高技能应用型人才,本文以应用型人才培养为切入点、以毕节学院为例,深入剖析了新建地方应用型本科院土木工程专业教学及管理上存在的主要问题,在毕节学院土木工程教学实践的基础上,给出了相应的教学方法改进的建议,形成一定特设的以工程教育为主线的土木工程专业教学模式,这样的教学模式有利于新时期土木工程专业应用型人才的培养。
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